真空传感器是工业实践中常用的一种压力传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及石油管道、水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、通风管道等众多行业。

1.什么是真空度传感器

 

什么是真空度传感器

(图片来源于网络)

 

真空传感器的工作原理是介质的压力直接作用在传感器的膜片上,使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻发生变化,和用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这个压力的标准信号。

 

2.真空度传感器原理

1.场发射真空传感器是采用 MEMS 加工工艺研制一种新型的基于硅尖阵列场发射原理的微型真空传感器。通过理论分析, 确立了该种传感器中硅尖场发射电流与真空度的关系。并利用干法刻蚀工艺, 在硅片上制作了高 3.2μm, 曲率半径小于 70nm 的 200 ×42 硅尖阵列。保持阳极与硅尖距离为 1μm 的情况下, 可以观察到阳极电压为 10V 左右时开始有明显的场发射电流。


利用硅尖阵列场发射电流大小随真空度变化而变化的现象, 研制了一种基于硅尖阵列场发射原理的场发射真空传感器。利用 MEMS 加工工艺制作出传感器样机, 并搭建测试系统测试其特性。通过实验发现, 随着真空度的提高, 传感器输出电流也会随之增大, 而且真空度越高输出电流越大, 分辨率、灵敏度越高

 

2.压阻式真空传感器的测量部件是一个装有固态压力芯片,该芯片利用半导体材料的压阻效应,在特定晶面上,采用集成电路工艺技术扩散成四个等值电阻,组成一个惠斯登电桥,使得形变与桥阻变化形成一一对应关系,当压力变化时,电桥失去平衡,输出一个与压力成正比的电信号,再由感应智能芯片进行非线性修正和温度补偿,最终输出与压力成线性对应关系的标准信号。

压阻式真空传感器的测量部件是一个装有固态压力芯片,该芯片利用半导体材料的压阻效应,在特定晶面上,采用集成电路工艺技术扩散成四个等值电阻,组成一个惠斯登电桥,使得形变与桥阻变化形成一一对应关系,当压力变化时,电桥失去平衡,输出一个与压力成正比的电信号,再由感应智能芯片进行非线性修正和温度补偿,最终输出与压力成线性对应关系的标准信号。

 

3.真空度传感器作用

真空度传感器是工业实践中常用的一种压力传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及石油管道、水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道送风、真空设备等众多行业。